Клинико-физиологические методы исследования функций сердца у человека

Теоретические вопросы

1. Характеристика и классификация методов исследования основных свойств и деятельности сердечной мышцы.

2. Электрокардиография, её природа. Теории, объяснение генеза отдельных элементов ЭКГ.

3. Происхождение компонентов ЭКГ, их характеристики и интерпретация.

4. Методика регистрации и анализа ЭКГ. Электрокардиографические отведения. Клиническое значение метода электрокардиографии.

5. Векторкардиография (ВЭКГ). Принцип регистрации, клиническое значение.

6. Тоны сердца, методыих изучения и регистрации. Фонокардиография.

7. Поликардиография: возможности метода. Исследование длительности фаз и периодов сердечного цикла.

8. Эхокардиография. Принцип метода. Клиническое значение. Регистрируемые параметры и их значение.

9. Реографические методы анализа сердечной деятельности. Принцип методов, клинико-физиологическое значение.

Практические работы

Работа 10.1 Регистрация и анализ электрокардиограммы

Электрокардиография - метод исследования сердца, основанный на регистрации и анализе суммарного электрического потенциала, возникающего при возбуждении множества миокардиальных клеток и отводимого от поверхности тела человека. Регистрируемая при этом электрокардиограмма (ЭКГ) - это периодически повторяющаяся кривая, отражающая протекание процесса возбуждения сердца во времени (рис. 1).

То, что возбуждение предсердий, атриовентрикулярного узла и желудочков соответствуют определенные элементы ЭКГ, дает возможность использовать электрокардиографию для анализа ритма сердца и диагностики его нарушений, оценки различного рода нарушений и повреждений миокарда (включая проводящую систему), для слежения за действием сердечных препаратов и обнаружения нарушений в обмене электролитов.

Цель работы: Научиться регистрировать и проводить первичный анализ ЭКГ.

Оснащение электрокардиограф, электродная лента, паста или 10% р-р хлорида натрия и марля. Исследование проводится на человеке.

Ход работы: Перед регистрацией ЭКГ обследуемый 5-8 минут находится в состоянии покоя (желательно - лежа на кушетке). Проверить заземление электрокардиографа и включить его в сеть. Наложить электроды с помощью резиновых лент на предплечья и голени. Предварительно помазав электроды пастой или поместить под электроды марлевые прокладки, намоченные гипертоническим раствором хлорида натрия.

Подключить к электродам кабель отведений, с красной маркировкой штекера - к правой руке, с желтой - к левой руке, с зеленой - к левой ноге, с черной (заземление) - правой ноге. Для стандартизации записи ЭКГ произвести калибровку прибора - ручкой усиления отрегулировать степень чувствительности таким образом чтобы при включении калибровочного сигнала 1мВ амплитуда отклонения записи составляла 10мм. Включив тумблер лентопротяжного механизма при скорости движения диаграммной ленты 50 или 25 мм/с записать ЭКГ последовательно в 6 отведениях (3-х стандартных - I,II,III и трех усиленных), меняя положения коммутатора отведений. В каждом отведении регистрируют обычно 4-6 циклов. Отключить прибор, снять с обследуемого электроды.

Оформление протокола:

1. Записать ход работы.

2. Зарисовать схему стандартных и усиленных отведений (рис. 2). Вклеить полученную ЭКГ в тетрадь.

3. Провести анализ ЭКГ по следующей схеме:

Прежде всего выяснить источник ритма - синусовый ритм (номотопный) или из нижележащих очагов автоматии (гетеротропный), его регулярность.

Определяют частоту сердечных сокращений по интервалу R -R по формуле, то есть разделить 60 (число секунд в минуте) на длительность сердечного цикла (в с). При этом необходимо помнить, что "цена" 1 мм сетки диаграммы зависит от скорости лентопротяжки. Например, при скорости = 50 мм/с (1 мм ответствует 0,02 с) в одном интервале уменьшается на 41 мм,,следовательно один сердечный цикл составляет 41 х 0,02 = 0,82 с. При этом частота ритма сердца составляет 60/0,82 = 75 в минуту.

Рис. 1 Электрокардиограмма здорового человека (ІІ стандартное отведение)

Если длительность интервалов варьирует, указывают 2 значения - минимальное и максимальное. Для оперативного определения ЧСС по (R-R) интервалу составлены специальные таблицы (таблица 1).

Определяют электрическую ось сердца (ЭОС), которая представляет основное направление ЭДСсердца. Направление ЭОСне совпадает полностью с анатомической, но между ними есть определенная связь. Определяют ЭОСчаще во фронтальной плоскости, что может быть достигнуто с помощью отведений от конечностей различными методами. Положение ЭОСопределяется углом α, образованным сектором ЭДСс горизонталью, для чего можно пользоваться схемой Дьеда (рис. 3).

С помощью схемы угол αвычисляется на основании измерения зубцов R и S в І и Ш отведениях и вычисления амплитуд комплекса QRS по их алгебраической сумме. При этом амплитуда комплекса QRS I (в I отведении) откладывается на горизонтали, а QRS Ш - на вертикали. Место пересечения вертикали и горизонтали, проведенных из соответствующих точек и указывает величину угла α. Например: RI = 10 мм, SI = 2мм, RIII = 12 мм, SIII = 2 мм. Отсюда QRSI = 10+ /-2/ = 8 мм, QRSIII = 12 + /-2/ = 10 мм. Откладываем 10 мм на положительной стороне Ш отведения и 8 мм на положительной стороне I отведения. Место пересечения линии через полученные точки и есть вершина вектора ЭОС.Угол а = 60 градусам.

Таблица 1

Определение частоты сердечных сокращений в 1 минуту и длительности интервала Q-Т по продолжительности сердечного цикла (R-R),с

R-R	ЧСС	Длительность Q-Т	R-R	ЧСС	Длительность Q-Т
1,3		0,43	0,7		0,32
1,2		0,41	0,65		0,31
1,1		0,39	0,62		0,3
1,05		0,39	0,6		0,29
		0,38	0,55		0,28
0,95		0,37	0,5		0,27
0,9		0,36	0,48		0,26
0,85		0,35	0,45		0,25
0,8		0,34	0,4		0,24
0,75		0,33	0,35		0,22
			0,33		0,21

Нормальным положением ЭОС принято считать пределы +30 - +69 градусов, горизонтальным +29 - 0, отклонением влево 0 градусов - 90 градусов, расположение ЭОСот + 70 до 90 градусов считают вертикальным, при отклонении ЭОС от + 90 до + 120 говорят об отклонении вправо.

Кроме того, известны следующие визуальные признаки положения ЭОС:

Нормальное положение: RI > RI > RIII,

При горизонтальном положении: RI > RI > RI, глубоком SIII, высоком R aVL

При веритикальном положении ЭОС: относительно глубокие SI и S aVL,высокий R aVF

Выраженные отклонения Э0Cот нормы наблюдаются при гипертрофии миокарда, блокадах ветвей пучка Гиса, могут быть обусловлены положением сердца в грудной клетке.

Определяют длительность интервалов Р-Q, Q-Т и комплекса QRS во втором отведении, где они, как правило, имеют небольшую величину.

Удлинение интервала Р-Q, отражает замедление атриовентрикулярной проводимости, его укорочение может быть связано с наличием дополнительных путей проведения возбуждения, с нарушением иннервации сердца.

Укорочение интервала Q-Т меньше должной нормы для данной ЧСС(см. таблицу 1), может быть при гиперкальциемии. Удлинение его наблюдаются при гипертрофиях, миокардитах, гипокальцеимии.

Рис. 2 Схема подключений электродов в основных отведениях ЭКГ: а - стандартные (двухполюсные) отведения от конечностей (по Эйнтховену); б - усиленные (однополюсные) отведения от конечностей (по Гольдбергеру); в - грудные (однополюсные) отведения (по Вильсону).

Рис. 3 Схема определения электрической оси сердца.

Дают оценку отдельным зубцам и интервалам в различных отведениях: зубцу Р (форма, продолжительность, вольтаж), комплексу QRS, сегменту ST (форма, положение по отношении к изолинии: смещение его выше изолинии может указать на острую ишемию миокарда, горизонтальное смещение вниз - признак коронарной недостаточности, нисходящее смещение вниз - наблюдается при гипертрофиях, гипокалеимиях).

Сделать заключение по анализу ЭКГ, где отметить источник ритма, оценить функцию проводимости, возбудимости миокарда.

Работа 10.2 Регистрация и анализ фонокардиограммы.

Фонокардиография - метод объективной регистрации звуковых феноменов сердца (тонов и шумов). Звуковые колебания, возникающие при деятельности сердца, регистрируются в виде кривой - фонокардиограммы (ФКГ), что позволяет:

1. Документировать диагностическую информацию;

2. Регистрировать звуки, не воспринимаемые ухом человека.

В этом смысле фонокардиография является существенным дополнением к аускультации сердца. Регистрируется ФКГ с помощью аппарата - фонокардиографа, состоящего из микрофона, усилителя, системы частотных фильтров и регистрирующего устройства. Микрофон воспринимает звуковые колебания и преобразует их в электрические сигналы, которые усиливаются и подаются через систему частотных фильтров на регистрирующее устройство прибора. Одновременно с ФКГ, как правило, записывается ЭКГ во 2 стандартном отведении для расчета отдельных компонентов сердечного цикла.

Цель работы: Научиться регистрировать и проводить первичный анализ фонокардиограммы.

Оснащение: Фонокардиограф (или фонокардиографическая приставка и многоканальный кардиограф), электродная паста.

Ход работы: Обследуемый находится в положении лежа или сидя после 5-10 минут отдыха. Наложить на конечности ЭКГ-электроды и фонокардиографический микрофон на область сердца с помощью резиновой ленты. Откалибровать кардиограф (при сигнале 1 мВ отклонения пера регистратора 10 мм). Записать ЭКГ и ФКГпри скорости движения диаграммы 50 мм/с на различных частотах и с разных точек сердца, где прослушиваются клапаны, перемещая микрофон:

1 точка (митральный клапан) - область верхушечного толчка;

2 точка (трехстворчатый клапан) - основание мечевидного отростка грудины;

3 точка (клапаны легочного ствола) - второе межреберье слева от грудины;

4 точка (клапан аорты) - второе межреберье справа от грудины;

5 точка Боткина - Эрба (аортальный клапан) - слева от грудины в месте прикрепления 3-4 ребер. Обычно регистрируется 1 и 2 тон, реже 3 тон. Приналичии на ФКГ расщепления тонов или ситолического шума, записать ФКГ на выдохе и в вертикальном положении.

Оформление протокола:

1. Записать ход работы.

2. Записи ФКГ и ЭКГ с различных областей сердца вклеить в тетрадь.

3. Проанализировать ФКГ:

1) Определить зубцы ЭКГ и тоны на ФКГ.

2) Рассчитать длительность тонов ФКГ,соотношение их с зубцами ЭКГ (Q-1 тон, Т - 2 тон, Р - 4 тон).

3) Определить, если есть, длительность расщепления 1 и 2 тонов сердца.

4) Сопоставить амплитуды 1 и 2 тонов на верхушке сердца и на основании сердца (в норме амплитуда 1 тона максимальна в области верхушки сердца, для 2 тона наоборот).

5) Охарактеризовать, если выявлен, шум в сердце (его форму, амплитуду, продолжительность, оптимальные частоты регистрации).

6) Рассчитать частоту сердечных сокращений и длительность электрической (QT) и механической систол желудочка сердца (механическая систола - интервал между 1 и 2 тонами).

7) Сделать заключение по анализу ФКГ, указав выявленные отклонения.

Работа 10.3 Анализ фазовой структуры сердечного цикла (поликардиография).

Поликардиография - метод изучения фазовых компонентов и периодов сердечного цикла, основанный на синхронной регистрации ЭКГ, ФКГ и сфигмограммы центрального пульса (сфигмограмма представляет собой графически зарегистрированные колебания артериальной стенки под влиянием давления крови при каждом сердечном сокращении). Синхронная регистрация ЭКГ, ФКГ и пульса сонной артерии позволяет определить длительность фаз систолы левого желудочка. Это в свою очередь дает представление о функциональном состоянии миокарда, его сократимости и компенсаторных возможностях кровообращения в целом.

В последнее время для фазового анализа сердечного цикла стали использовать (наряду с классическим методом поликардиографии) различные методики, в частности, реографию области аорты. Реография - бескровный метод исследования кровообращения, основанный на регистрации колебаний сопротивления тканей тела, зависящий от пульсового колебания кровенаполнения. Для записи кривой динамики сопротивления- реограммы - используют специальные приборы реографы. При расположении реографических электродов по проекции аорты на грудную клетку можно зарегистрировать реограмму аорты.

Экспериментальные данные позволяют считать, что реограмма аорты (РГА) отражает объемные колебания кровенаполнения левого желудочка сердца. Обычно параллельно с РГА записывают и ее производную - дифференциальную реограмму аорты (РГА диф), отражающую скорость изменения объема кровенаполнения исследуемой области, что позволяет уточнить расшифровку РГА.

Таким образом, синхронная регистрация ЭКГ, объемной и дифференциальной реограмм аорты может использоваться для фазового анализа сердечного цикла. Фазовый анализ при этом проводится по приведенной методике.

Цель работы: Научиться регистрировать и проводить первичный анализ поликардиограммы.

Оснащение: Трехканальный электрокардиограф и реограф. Работу проводит преподаватель или лаборант.

Ход работы: Регистрация ЭКГ, РГА и РГАдиф проводится в горизонтальном положении исследуемого (или сидя) после 3- 5 минутного отдыха (Рис. 4). Двухэлементные концентрические реографические электроды обрабатываются специальной пастой и крепятся лейкопластырем: первый - у левого края грудины сразу под ключицей (на уровне второго межреберья), второй - на спине в области третьего- четвертого грудного позвонка. К ним присоединяются шнуры кабеля от реографа. ЭКГ- электроды накладываются на конечности соответственно цветовой маркировке. После соединения выхода реографа со вторым и третьим каналами электрокардиографа проводят калибровку последнего (нажав кнопку калибровки на реографе, ручками усиления устанавливают величину отклонения перьев регистратора 10 мм).

Запись поликардиограммы поводится при задержке испытуемым дыхания на неполном выдохе. Скорость движения диаграммной ленты-50 мм/с. Полученную запись сопоставить с эталоном (рис. 4), повторить регистрацию поликардиограммы после физической нагрузки - 20 приседаний за 30 секунд.

Оформление протокола:

1. Записать ход работы.

2. Записанную поликардиограмму в состоянии покоя вклеить в тетрадь.

3. После записи рассчитать следующие фазы и периоды сердечного цикла в с:

Длительность сердечного цикла - интервал R - R на ЭКГ (с).

Длительность периода напряжения (Т) - интервал от начала зубца Q (R) ЭКГ доначала анакроты РГА.

Время фазы асинхронного сокращения (АС) - от начала зубца Q ЭКГдо пересечения нисходящей части зубца R c изолинией.

Длительность фазы изометрического сокращения (ИС)- от точки пересечения нисходящей ветви зубца R с изолинией ЭКГ до начала анакроты РГА.

Длительность периода изгнания крови (Е) - от начала анакроты РГАдо начала инцизуры реограммы - точки е.

Используя РГАдиф рассчитывают длительность фазы быстрого изгнания (ФБИ)-интервал от начала подъема РГА до точки пересечения перпендикуляра до вершины РГАдиф на анакроту РГА - точки в.

Фаза мелленного изгнания (ФМИ)-интервал от точки е Iдo точки в.

Длительность механической систолы Sm = ИС + Е.

Длительность общей систолы So - суммы периодов Т и Е.

Длительность диастолы (Д) - вычитание из продолжительности сердечного цикла (RR) периода общей систолы (So).

Индекс напряжения миокарда (ИНМ): ИНМ = Т/ So х 100%.

Внутрисистолический показатель: (ВСП):

ВСП = Е/ Sm х 100%

Полученные значения фаз и периодов сердечного цикла в покое сопоставить с нормативами, приведенными в таблице.

Таблица 2

Пределы допустимых колебаний фаз сердечного цикла в норме в состоянии покоя

Фазы сердечного цикла и относительные показатели	Пределы допустимых колебаний в норме	Зависимость продолжительности фазы от длительности сердечного цикла
Период напряжения(Т)	0,06 - 0,11 с	определяется динамикой составляющих фаз
Фаза асинхронного сокращения (АС)	0,04 - 0,07 с	не зависит
Фаза изометрического сокращения (ИС)	0,02- 0,05 с	слабая зависимость
Период изгнания (Е)	0,21 - 0,31 с	тесная зависимость
Механическая систола (Sm)	0,23 - 0,34 с	зависит
Общая систола (So)	0,24 - 0,35 с	зависит
Диастола (Д)	0,35 - 0,70 с	тесная зависимость
Индекс напряжения миокарда (ИНМ)	20 - 29% (в среднем 25%)	зависит
Внутрисистолический показатель (ВСП)	-85.94	зависит

Таблица 3